7 dni na projekt: Zestaw konstrukcyjny

O co chodzi w tej serii? To kreatywne wyzwania w formie 7-dniowych sprintów projektowych. W ciągu tygodnia muszę przejść przez cały proces – od konceptu, przez modelowanie 3D i rendering, aż po wykonanie co najmniej wstępnego prototypu. Wszytko musi się zamknąć w siedmiu dniach!

Inspiracja

Oglądając odcinek serii Netflix "Abstrakt: Sztuka designu" urzekła mnie postać projektantki Cas Holman i idea zabawy bez struktury.

Zaprojektowany przez nią gigantyczny zestaw konstrukcyjny ze sklejki o pięknej nazwie Rigamajig, jest wspaniały i odrobinę żałuję że nie miałem czegoś takiego jako dziecko 🥲 Sam koncept nie jest szczególnie oryginalny - podobnych produktów było i jest na rynku jest całe mnóstwo, ale produkt Holman wyróżnia się skalą. Z perspektywy dziecka musi być czymś niesamowitym bawić się elementami większymi od siebie - budować z nich struktury, mechanizmy i pojazdy, które przewyższają cię wzrostem.

Częścią serii 7 dni na projekt jest umyślne pominięcie research'u. Chcę, aby proces był jak najbardziej spontaniczny, a czas między inspiracją a realizacją maksymalnie krótki.

Proste elementy

Projektuję podstawowy element - belkę z otworamil. Przyświecają mi dwa najważniejsze założenia: prostota i rozmiar. Chcę, żeby zestaw był duży, ale nie przekraczał możliwości standardowej drukarki 3D. Najdłuższy element może mieć maksymalnie 250-300 mm. Zabawki, które będą powstawać z elementów mają "rosnąć" szybko. Wyobrażam sobie, że przy kilkunastu 30-centymetrowych elementach można szybko zbudować robota wysokości 3-latka.

Nie ma co komplikować. Całe clou projektu leży w połączeniach i ustawieniu satysfakcjonujących interakcji między elementami.

Proste, przemyślane elementy = duża ilość połączeń = kreatywność + zabawa

Całość jest oparta na module 35 mm. Rozstaw otworów, szerokość elementów i inne cechy posługują się tym samym standardem.

Zawsze mi imponowało, że pomiędzy klockami Lego zachodzi tyle interakcji. Odkrywanie nowych połączeń było bardzo satysfakcjonujące i doceniałem dzięki temu pracę projektantów.

Szaleństwo konfiguracji

Projektowanie zestawu konstrukcyjnego to idealna okazja na wykorzystanie konfiguracji w Autodesk Fusion. Z jednego prostego modelu 3D, bardzo szybko jestem w stanie przygotować całą rodzinę komponentów. Dzięki funkcji Konfiguruj Można tworzyć zestawy parametrów, włączać i wyłączać określone funkcje na osi czasu. To jakby wskoczyć na wyższy level w świecie parametryzacji!

Co więcej, można tworzyć elementy pochodne na podstawie konkretnej konfiguracji. Powstaje z tego dosłownie drzewo genealogiczne powiązanych ze sobą modeli. Przykładem będzie za chwilę gwint, którego używam w kole. Bez konfiguracji musiałbym prawdopodobnie modelować gwint od nowa na potrzeby projektu koła, a tak po prostu umieszczam w pliku mocno zmodyfikowana konfigurację gwintu do nowego pliku.

Nie wspominałem jeszcze o "dziedziczeniu" parametrów. Każdy z modeli w "rodzinie" korzysta ze wspólnej puli parametrów. Dzięki temu jedna zmiana parametru w podstawowym elemencie - belka z otworami - ciągnie za sobą całą falę zmian. Nie musze się przejmować, że w wyniku małej korekty elementy przestaną być ze sobą kompatybilne.

Parametryczna śruba

Dlaczego robić sobie tyle zachodu i modelować śrubę od podstaw? W Fusion istnieje narzędzie Gwint, więc czemu go nie użyć? Po pierwsze, skok gwintu musi być dostosowany do cierpliwości dziecka. Nie wyobrażam sobie, by trzylatek musiało wykonać na przykład 10 obrotów śrubą z klasycznym gwintem metrycznym, żeby ją dokręcić. Never gonna happen. Po drugie, łatwiej będzie mi dostosować gwint to druku 3D, jeśli będę miał pełną kontrolę nad profilem i skokiem gwintu. Modeluje śrubę za pomocą funkcji Zwój, następnie dodaję fazę.

Quest ze śrubą zajął bite 2 godziny. Mam nadzieję, że w pełni parametryczna śruba będzie tego warta. Średnica śruby jest zależna od średnicy otworu w belce. Mogę dowolnie sterować długością śruby, skok gwintu pozostaje ten sam.

Nuts ‘n’ bolts

Rozmiar śruby i nakrętki ma kluczowe znaczenie. Chciałbym żeby łeb śruby był poręczny nawet w małej dłoni. Jest też coś bardzo uroczego w zbyt dużych, kolorowych śrubach. Pierwsza wersja śruby i nakrętki jest odrobinę za mała. Prędzej czy pózniej powstanie też odpowiedni klucz plaski i śrubokręt 😁

Mam pomysł na trójstronne ogniwo/nakrętkę. Umożliwi przejście w trzeci wymiar. Co ciekawe, druk 3D jest chyba jedyną technologią wytwarzania, dzięki której można wykonać taką geometrię. Środek jest pusty, a na każdej ze ścianek znajduje się gwint.

Fuzzy skin

Szybki eksperyment z teksturowaniem powierzchni łba śruby. Dodałem sześć wypukłych obiektów na łbie śruby i w slicerze (Bambu Studio) przypisałem im właściwość fuzzy skin. Rezultat jest ciekawy wizualnie, ale całkowicie niewygodny w dłoni.

Opcja druga z wgłębieniami jest dużo lepsza, ale drastycznie nie poprawia uchwytu, więc pewnie z niej również zrezygnuję.

Szybko to eskalowało

Całkowicie się wkręciłem. Dosłownie w kilka godzin powstały nowe elementy. Łuki, płytki, płytki z kątownikami, podkładki, L-ki. Wszystko w conajmniej kilku rozmiarach. Bez konfiguratora trwałoby to zdecydowanie dłużej. Nie liczyłem, ale już na tym etapie jest kilkanaście różnych elementów!

Koło!

To ostatni element na dzisiaj, obiecuję. Nie może być zestawu konstrukcyjnego bez koła! Pierwszy pomysł opiera się na elemencie blokującym trzpień koła na snap fit, trochę przypominający piercień Segera.

Mechanizm działa świetnie, koło obraca się bardzo swobodnie. Czerwony element działa jako dodatkowa stabilizacja koła. Niestety montaż będzie zbyt trudny dla 3-latka. Trzeba użyć sporo siły i przytrzymać całość w odpowiedni sposób. Wracam do gwintu, ale zostawiam część trzpienia o średnicy większej niż gwint, dzięki czemu koła nie można zablokować dokręcając nakrętkę.

Nie mogę nie doceniać poziomu skomplikowania takiego zestawu z punktu widzenia dziecka. Istnieje tutaj całe morze reguł, które dla dorosłych są oczywiste, takich jak kręć w prawo żeby połączyć, chwyć narzędzie w odpowiedni sposób i umieść w pasujące gniazdo itp. Wszystko będzie dużo bardziej zrozumiałe jeśli obiekty będą posługiwać się uniwersalnym językiem konstrukcyjnym. Co nie zmienia faktu, że nie wszystko musi być jednakowe. Dlatego koło, w przeciwieństwie do śruby ma sześciokątne gniazdo a nie krzyżak.

Koniec zabawy?

Ten mikro projekcik był niebezpieczny. Zaabsorbował mnie absolutnie na trzy całe dni. Musiałem się powstrzymywać, żeby nie projektować kolejnych elementów. Następne kilka dni spędzę na namnożeniu elementów, tak żeby powstał z tego prawdziwy zestaw do zabawy, który będę mógł przekazać zniecierpliwionemu użytkownikowi docelowemu 😉 i zaktualizuję artykuł z wrażeniami z testów.